Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
4. szám - Rátky István–Lázár Miklós: A 2006. évi tavaszi árvíz előrejelzések az Alsó-Tiszán. Tapasztalatok, javaslatok
RÁTKY I. - LÁZÁR M.: A 2006. évi tavaszi árvízi előrejelzések az Alsó-Tiszán 31 mított jelenségnél nem csak a vízszinteknek, hanem a felszíneséseknek (pontosabban az energiavonal relatív eséseinek) is meg kellene egyeznie. Gyakorlatilag a Z és Q - bizonyos hibahatáron belüli - egyezése elég volna a hidraulikai jelenség közelítő azonosságához, de operatív körülmények között (ma még) nem lehet elérni a Q ehhez szükséges sűrűségű és pontosságú mérését. A vízmérce-szelvényeknél is ritkább vízhozam mérési helyek is megnehezítik a Q-ra való bearányosítást. Tehát a pontosság növelésének egyik igen lényeges eszköze lehetne a helyileg sűrűbb vízállás-észlelések . Ha ez nem csak árvízi események alatt (gátőri szelvényekben) történne, akkor természetesen a közép- vagy kisvízi számítások pontosságát is lehetne ezzel javítani - ahol a szakaszon belüli pontosságra nagyobb igény is van mint az árvízszintek esetén. A bearányosításról írott megjegyzéseket, következtetéseket lehetett általánosan is fogalmazni, a fentiek gyakorlatilag a vizsgált folyótól függetlenül általában jellemzőek bármely folyóra és bearányosításra. A geometriai adatok és mellékfeltételek megadásának körülményei, nehézségei már a feladattól függnek, így ezekről a következőkben konkrétan az Alsó-Tisza 2006. évi árvízi előrejelzésével kapcsolatban írunk. 4. Geometriai adatok A számításba bevont folyószakaszok: Tisza: Kisköre-alsótól Zentáig (401+700 - 123+343 fkm között), Zagyva: Jásztelekig (54+324 - 0+000 fkm között), Hármas-Körös: Gyomáig (74+200- 0+000 fkm között), Maros: Makóig (21+340 - 0+000 fkm között). A számításhoz szükséges ismerni geometriailag azt a területet - £428 f]^ hosszon - ahol a víz levonul. Az 1D modell ezt az árvédelmi töltések közötti írott keresztszelvények (völgyszelvények) formájában kéri. Ilyen adatok előállítása, gépre vitele igen hosszadalmas munka. A 2006. évi tiszai árvízi előrejelzésünk előtt erre nem volt lehetőségünk. 2003. évben a VTT hatásvizsgálatának megalapozásához végeztünk 1D számításokat a HEC-RAS modell felhasználásával. Az akkori számításokhoz a keresztszelvényeket a Tisza Kisköre-déli országhatár közötti szakaszán a Raab Kft. meder-felmérésén és az EUROSENSE Kft. hullámtéri légifotón alapuló egyesített digitális terepmodellből vettük fel. (A két adatforrás egyesítését az EUROSENSE Kft. szakemberei végezték el.) A mellékfolyók keresztszelvényei az 197080-as évek között készített Vízrajzi Atlaszokból származnak, melyek a FÖMI 1: 10 000-es topográfiai térképei alapján lettek kiegészítve. A déli országhatár alatt, a Tiszán Zentáig, a geometriai adatokat a szakaszt határoló két keresztszelvény alapján interpoláltuk. Ezeket az adatokat 2003. évben a VIZITERV és a KÖTIKÖVÍZIG szakembereivel közösen állítottuk elő. Az akkor rendelkezésre álló időt, és az akkori célokat figyelembe véve - a megvalósítási tervekhez hatásvizsgálat és a különböző változatok összehasonlító vizsgálata - elfogadható volt az adatfeldolgozás, de a mai árvízi előrejelzések elvárható pontossági igényéhez ez már nem megfelelő. Újból fel kell dogozni a geometriai adatokat figyelemmel: az utolsó feldolgozás óta történt kisebb beavatkozásokra, a legújabb meder- és hullámtéri felvételekre (a Tiszán és a mellékfolyóin is), és az azóta végzett számítások tapasztalataira. Az ATIKÖVIZIG hatásterületén lévő mértékadó szelvényekre történő előrejelzéshez igen fontos lenne a számításba bevont szakaszt Titelig bővíteni. 2006-ban a dunai hatás modellezéséhez ez különösen hasznos lett volna, de sajnos ezekhez - a KÖTIKÖVIZIG-nél egyébként meglévő - adatokhoz nem jutottunk hozzá. 5. Mellékfeltételek Az (l)-(4) differenciálegyenletek integrálásával kapott algebrai egyenlet-rendszer zárttá tételéhez mellékfeltételek szükségesek, ezeket az időben és térben változó jelenségeknél, a mérnöki gyakorlatban általában kezdeti- és határfeltételeknek (peremfeltételeknek) nevezik. Ezek pontos definíciója, megadási módja irodalmakból ismert (Kozák 1977, Rátky 1989). Itt csak az előrejelzésünkhöz szükséges részleteket ismertetjük. Kezdeti feltételként meg kell adni a számítás kezdeti időpillanatában a vizsgált folyórendszer minden keresztszelvényében az aktuális vízszintet és vízhozamot. (A Z= Z(x,t=0) és Q=Q(x,t=0) függvények diszkrét pontbeli értékeit.) Az egyes előrejelzéseknél ez az előtte elvégzett bearányosítás utolsó időpillanatának (5) alakú végeredményeként rendelkezésre áll. A legelső bearányosításhoz szükséges kezdeti feltételt - 2006. március 30. 6 0 0 időpontbeli értékeket - permanens fokozatosan változó vízmozgás feltételezésével, Bernoulli-egyenlet segítségével számoltuk. Határfeltételek voltak a számításba bevont folyószakaszok legfelső: Kisköre, Jásztelek, Gvoma és Makó szelvényeiben a vízhozamok időmenti változásai. Q = Q(x fl;ls 6,t), valamint a legalsó Zenta-i szelvényben a vízszint idő-menti változása, Z=Z(x Zcnt a,t). Az értékeket az előrejelezni kívánt ideig kell megadni. Tehát a teljes vizsgált folyórendszer bármely belső szelvényére előrejelzés csak úgy adható, ha a határfeltételi szelvényekre valamilyen más módszerrel előrejelzést adunk. Minden determinisztikus - fizikai alapon nyugvó - módszer határfeltételt kíván (ez a matematikailag korrekt feladatkitűzés feltétele). A határfeltételek előállítására a gyakorlatban csak tisztán valószínüségszámítás alapú, sztochasztikus módszerek jöhetnek számításba, melyek lehetnek - a már klasszikusként említett - lineáris vagy nem-lineáris, több paraméteres regressziós módszerek, valamint olyan részben fizikai alapú modellek, melyek előrejelzési eredményei sztochasztikus módszerrel korrigáltak, vagy más hidrológiai statisztikai módszerek. A határfeltételek az alábbiakban lettek meghatározva: - Tisza, Kisköre: sztochasztikusan korrigált, diszkrét lineáris kaszkádmodellel készített folyamatos előrejelzés a lapján (készítette: Orsz. Vízjelző Szolgálat, VITUKI Kht.), - Zagyva, Jásztelek: árvíztörténeti analógiákra alapuló becslés alapján (készítették: a szerzők), - Hármas-Körös, Gyoma: regressziós módszerrel és árvíztörténeti analógiákat felhasználó becslés alapján (készítette: KÖRKÖV1ZIG, Gyula), - Maros, Makó: sztochasztikusan korrigált, diszkrét lineáris kaszkádmodellel készített folyamatos előrejelzés alapján (készítette: Országos Vízjelző Szolgálat, VITUKI Kht.), valamint a Maros, aradi szelvényére Muskingum-módszerrel készített folyamatos előrejelzések felhasználásával (készítette: INHGA-CNPH, Bukarest), - Tisza, Zenta: regressziós módszerrel készített folyamatos előrejelzés alapján (készítette: RHMZ, Belgrád), valamint a szerzők által becsült idősorok felhasználásával.
